EP1479111B1 - Verbesserte supraleiter und deren herstellungsverfahren - Google Patents

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EP1479111B1
EP1479111B1 EP02702594A EP02702594A EP1479111B1 EP 1479111 B1 EP1479111 B1 EP 1479111B1 EP 02702594 A EP02702594 A EP 02702594A EP 02702594 A EP02702594 A EP 02702594A EP 1479111 B1 EP1479111 B1 EP 1479111B1
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German Hammerl
Stephan Leitenmeier
Andreas Fritz Albert Schmehl
Christof Walter Schneider
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    • H10N60/20—Permanent superconducting devices
    • H10N60/203—Permanent superconducting devices comprising high-Tc ceramic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N60/01—Manufacture or treatment
    • H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
    • H10N60/0801—Processes peculiar to the manufacture or treatment of filaments or composite wires

Claims (23)

  1. Ausgedehnter polykristalliner Supraleiter, z. B. ein supraleitendes Band oder ein supraleitender Draht oder eine supraleitende Folie, gekennzeichnet durch
    • mindestens zwei Substrate, die jeweils eine Länge von mindestens 1 m aufweisen,
    • wobei jedes Substrat auf mindestens einer Seite eine vorzugsweise auf einer Pufferschicht auf dem Substrat abgeschiedene supraleitende Schicht aufweist und
    • einen ausgedehnten supraleitenden Kontakt zwischen den Oberflächen der supraleitenden Schichten, der sich mindestens über einen Bruch von f = 0,3 der Länge und Breite des Supraleiters erstreckt, der durch das Zusammenfügen der zwei Substrate, so dass ihre Supraleitenden Seiten einander zugewandt sind, hergestellt wird.
  2. Ausgedehnter polykristalliner Supraleiter, z. B. ein supraleitendes Band oder ein supraleitender Draht oder eine supraleitende Folie, gekennzeichnet durch
    • ein einziges Substrat, das eine Länge von mindestens 1 m aufweist und auf dem mindestens eine supraleitende Schicht abgeschieden ist, vorzugsweise auf einer Pufferschicht auf dem Substrat, und
    • einen ausgedehnten supraleitenden Kontakt, der durch Falten des Substrats mit der abgeschiedenen Supraleiterschicht auf sich selbst hergestellt wird, wodurch ein supraleitender Kontakt zwischen verschiedenen Bereichen der supraleitenden Schicht hergestellt wird, der sich über mindestens einen Bruch von f = 0,3 der Länge und Breite des Supraleiters erstreckt, und
    • wobei mindestens eine der supraleitenden Schichten eine zur Familie ReBa2Cu3O7-δ gehörende Verbindung umfasst, wobei Re eine seltene Erde einschließlich La oder Y ist.
  3. Ausgedehnter polykristalliner Supraleiter, z. B. ein supraleitendes Band oder ein supraleitender Draht oder eine supraleitende Folie, gekennzeichnet durch
    • ein einziges Substrat, das eine Länge von mindestens 1 m aufweist,
    • wobei darauf eine erste supraleitende Schicht abgeschieden ist, vorzugsweise auf einer Pufferschicht auf einer ersten Seite des Substrats, und
    • wobei darauf eine zweite supraleitende Schicht abgeschieden ist, vorzugsweise auf einer Pufferschicht auf einer zweiten, der ersten Seite des Substrats gegenüberliegenden Seite,
    • einen ausgedehnten supraleitender Kontakt, der durch Rollen des Substrats mit den abgeschiedenen supraleitenden Schichten hergestellt wird, wodurch der ausgedehnte Kontakt zwischen der Oberfläche der ersten supraleitenden Schicht und der Oberfläche der zweiten supraleitenden Schicht hergestellt wird, wobei der ausgedehnte Kontakt sich über mindestens einen Bruch von f = 0.3 der Länge und Breite der Supraleiter erstreckt,
    • wobei mindestens eine der supraleitenden Schichten eine zur Familie ReBa2Cu3O7-δ gehörende Verbindung umfasst, wobei Re eine seltene Erde einschließlich La oder Y ist.
  4. Supraleiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
    die Kontakt habenden supraleitenden Schichten vorzugsweise verschiedene Längen oder Breiten aufweisen und der Kontakt sich mindestens über einen Bruch von ca. f = 0,5 der Länge und Breite einer der supraleitenden Schichten erstreckt.
  5. Supraleiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
    die Körner in mindestens einer supraleitenden Schicht ausgerichtet sind, so dass Kleinwinkelkörnergrenzen erhalten werden.
  6. Supraleiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
    die durchschnittliche Länge der Körner in mindestens einer supraleitenden Schicht um mindestens einen Faktor von 1.5 größer als deren durchschnittliche Breite ist.
  7. Supraleiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
    mindestens eine der supraleitenden Schichten aus einer Heterostruktur besteht.
  8. Supraleiter nach Anspruch 7, wobei
    die Heterostruktur mindestens einen Dotierungsfilm umfasst.
  9. Supraleiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
    der supraleitende Kontakt durch Zusammenpressen der supraleitenden Schichten mit mechanischen Mitteln hergestellt wird.
  10. Supraleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei
    der supraleitende Kontakt durch Sintern und/oder Verlöten der supraleitenden Schichten hergestellt wird.
  11. Supraleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei
    der supraleitende Kontakt durch Zusammenschweißen der supraleitenden Schichten hergestellt wird.
  12. Supraleiter nach Anspruch 10 oder 11, wobei
    der supraleitende Kontakt unter Anwendung von Druck hergestellt wird.
  13. Supraleiter nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei
    der supraleitende Kontakt durch die Schaffung einer Zwischenschicht, insbesondere einer auf mindestens einer der supraleitenden Schichten abgeschiedenen Zwischenschicht, hergestellt wird.
  14. Supraleiter nach Anspruch 13, wobei
    die Zwischenschicht ein auf mindestens einer der supraleitenden Schichten abgeschiedenes Pulver umfasst.
  15. Supraleiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
    mindestens eines der Substrate vor der Herstellung des supraleitenden Kontakts zwischen den Oberflächen der supraleitenden Schichten entfernt wird.
  16. Supraleiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
    mindestens eine supraleitende Schicht vor der Herstellung des supraleitenden Kontakts unterteilt wird.
  17. Supraleiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
    mindestens eine der in einer der supraleitenden Schichten verwendeten supraleitenden Verbindungen ein Kuprat ist.
  18. Supraleiter nach Anspruch 1, wobei
    mindestens eine der in einer der supraleitenden Schichten verwendeten supraleitenden Verbindungen zur Familie ReBa2Cu3O7-δ gehört, wobei Re eine seltene Erde einschließlich La oder Y ist.
  19. Supraleiter nach Anspruch 18, wobei
    • metallische Substrate bereitgestellt werden,
    • die supraleitende Verbindung der Familie ReBa2Cu3O7-δ auf beiden Seiten der Substrate, vorzugsweise auf Pufferschichten, abgeschieden wird und
    • mindestens zwei dieser Substrate, die supraleitende Schichten tragen, über mindestens ein Drittel ihrer Länge oder Breite aufeinander angebracht sind.
  20. Verfahren zur Herstellung eines ausgedehnten Supraleiters, z. B. eines Drahts, eines Bands oder einer Folie, gekennzeichnet durch
    • Bereitstellen von mindestens zwei Substraten, jedes mit einer Länge von mindestens 1 m, vorzugsweise mehreren m,
    • Abscheiden einer supraleitenden Schicht auf jedem Substrat auf mindestens einer Seite, vorzugsweise auf einer Pufferzwischenschicht auf dem Substrat,
    • Herstellen eines ausgedehnten supraleitenden Kontakts zwischen den Oberflächen der supraleitenden Schichten, wobei der supraleitende Kontakt sich über mindestens einen Bruch von f = 0,3 der Länge und Breite der supraleitenden Schichten erstreckt, durch Zusammenfügen der zwei Substrate, so dass ihre supraleitenden Seiten einander zugewandt sind.
  21. Verfahren zur Herstellung eines ausgedehnten Supraleiters, z. B. eines Drahts, eines Bands oder einer Folie, gekennzeichnet durch
    • Bereitstellen eines einzigen Substrats mit einer Länge von mindestens 1 m,
    • Abscheiden mindestens einer supraleitenden Schicht darauf, vorzugsweise auf einer Pufferzwischenschicht auf dem Substrat,
    • Falten oder Verdrehen des Substrats auf sich selbst, so dass verschiedene Bereiche der supraleitenden Schicht einen ausgedehnten supraleitenden Kontakt herstellen, der sich über mindestens einen Bruch von f = 0,3 der Länge und Breite der verschiedenen Bereiche der supraleitenden Schicht erstreckt,
    • wobei mindestens eine der supraleitenden Schichten eine zur Familie ReBa2Cu3O7-δ gehörende Verbindung umfasst, wobei Re eine seltene Erde einschließlich La oder Y ist.
  22. Verfahren zur Herstellung eines ausgedehnten Supraleiters, z. B. eines Drahts, eines Bands oder einer Folie, gekennzeichnet durch
    • Bereitstellen eines einzelnen Substrats mit einer Länge von mindestens 1 m,
    • Abscheiden einer ersten supraleitenden Schicht auf einer ersten Seite des Substrats, vorzugsweise auf einer Pufferschicht, und
    • Abscheiden einer zweiten supraleitenden Schicht auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des Substrats, vorzugsweise auf einer Pufferschicht,
    • Rollen des Substrats mit den abgeschiedenen supraleitenden Schichten, so dass ein ausgedehnter Kontakt zwischen der Oberfläche der ersten supraleitenden Schicht und der Oberfläche der zweiten supraleitenden Schicht hergestellt wird, wobei der ausgedehnte Kontakt sich über mindestens einen Bruch von f = 0,3 der Länge und Breite der Supraleiter erstreckt,
    • wobei mindestens eine der supraleitenden Schichten eine zur Familie ReBa2Cu3O7-δ gehörende Verbindung umfasst, wobei Re eine seltene Erde einschließlich La oder Y ist.
  23. Verfahren zur Herstellung eines Supraleiters nach Anspruch 20, 21 oder 22, wobei
    die supraleitende Schicht erhalten wird, indem eine supraleitende Verbindung auf einem Substrat, vorzugsweise auf einer Pufferschicht auf dem Substrat, abgeschieden wird, so dass eine Mehrfachschicht hergestellt wird, und anschließend die so erhaltene Mehrfachschicht aufgetrennt oder gespleißt wird.
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